A STUDY OF SEED REPRODUCTION OF PHLOX PANICULATA L. AS PART OF THE OPTIMIZATION OF THE SELECTION PROCESS

Research article
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.136.61
Issue: № 10 (136), 2023
Suggested:
03.09.2023
Accepted:
28.09.2023
Published:
17.10.2023
442
5
XML
PDF

Abstract

This article examines the issues of seed reproduction of perennial herbaceous culture Phlox paniculata in connection with selection for valuable economic and decorative traits. Phlox paniculata and its varieties are popular in urban landscaping and horticulture, are successfully used in cuttings. In 2020-2021 in open ground conditions, a comprehensive evaluation of Phlox paniculata varieties of the collection of the MBG RAS named after N.V. Tsitsin was carried out. Varieties promising for breeding were selected. In relation to breeding the issues of flowering and pollination biology, problems of phlox seed reproduction were discussed, the ways of solution, technological methods of seed reproduction, methods of determining the viability of the bud were proposed.

1. Введение

Флокс метельчатый является представителем рода Phlox L., входящего в семейство Синюховые (Polemaniaceae J.). По классификации П. Гаганова данный вид относится к кустовым флоксам, для которых характерны прямостоячие побеги, покрытые овально-ланцетовидными супротивно расположенными листьями. Кусты компактные, высотой от 40 до 150 см (чаще 60-80 см)

. Оканчивается надземный побег метельчатыми соцветиями разнообразной плотности, формы и окраски. Окраска цветка варьирует от чистых белых, до пурпурных и фиолетовых цветков, не встречается у флокса только желтая окраска
. Цветение с начала лета, до середины осени, семена завязываются в коробочке по 2-3 семени
.

Семенное потомство у флокса преимущественно получают от свободного опыления, и оно характеризуется следующими особенностями:

1) сеянцы, полученные из семян свободного скрещивания, проявляют наследственную изменчивость;

2) у выведенных в более теплых и солнечных регионах сортов могут не успеть вызреть семена;

3) сеянцы из открытого грунта отличаются высокой способностью адаптации к различным условиям выращивания, а также проявляют более активный рост и имеют повышенную устойчивость к болезням и вредителям;

4) всхожесть семян флокса метельчатого зависит от размера семени: чем оно крупнее, тем более жизнеспособным будет сеянец;

5) для флокса характерно не одновременное созревание семян, что обуславливает необходимость выборочного сбора коробочек.

Для флокса метельчатого процесс семенного размножения может активно применяться при ведении селекционного процесса и получении перспективных сеянцев, более устойчивых к неблагоприятным факторам среды, болезням и вредителям. Кроме того, из семян можно получать большое генетически разнообразное потомство по ценным и декоративным признакам. При целенаправленной селекции рекомендуется проводить контролируемые скрещивания известных и перспективных родительских форм. Согласно Брык А.В., семена флокса имеют изначальную всхожесть 48%, каждый год этот показатель уменьшается на 7%, при этом срок хранения семян не превышает трех лет

. Гаганов П. же писал, что семена флокса не стоит хранить более года
.

Для флокса метельчатого характерна самонесовместимость спорофитного типа. Спорофитная самонесовместимость – приспособление растений по недопущению самоопыления своей пыльцой. При спорофитной самонесовместимости реакция пыльцевого зерна, контролируемая, как правило, серией множественных аллелей одного гена, определяется генотипом ткани мужского спорофита, в котором развивается пыльца. Реакция пыльцы со спорофитным контролем несовместимости определяется генотипом диплоидного материнского растения и зависит от взаимодействия аллелей генов несовместимости пыльцы и пестика. Она протекает обычно в форме подавления прорастания пыльцевых зерен на рыльце пестика

.

Существующий отечественный сортимент флокса по декоративным качествам удовлетворяет требованиям потребителя, но обладает низкой устойчивостью к болезням и вредителям

,
,
. Так как флокс метельчатый является востребованной в озеленении культурой, в связи с импортозамещением, возникает необходимость создания сортов отечественной селекции, устойчивых к болезням и вредителям для внедрения в массовое производство. То есть культура нуждается в оптимизированном контролируемом направленном селекционном процессе. Для оптимизации селекционного процесса флокса метельчатого необходимо установить особенности культуры, которые непосредственно будут оказывать влияние на схему селекционного процесса.

Цель данной работы: выявить фенологические, морфологические и хозяйственно ценные признаки флокса метельчатого, оказывающие влияние на семенную продуктивность сортов флокса при проведении селекционного процесса.

Задачи:

1) провести оценку отечественных сортов флокса метельчатого коллекции Главного ботанического сада им. Н.В. Цицина по хозяйственным и декоративным признакам в условиях открытого грунта;

2) изучить биологию цветения и опыления флокса метельчатого;

3) провести оценку эффективности семенного размножения флокса.

2. Методы и принципы исследования

Началом селекционного процесса у декоративных травянистых культур служит создание биоресурсной коллекции родовых комплексов с последующим комплексным изучением не менее 2-х лет

.

В 2020-2021 годах проведены исследования на базе коллекции отечественных сортов флокса метельчатого Главного ботанического сада имени Н.В. Цицина РАН на участке экспозиции декоративных многолетников в условиях открытого грунта. Структура коллекции представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Структура и объем коллекции сортов флокса метельчатого отечественной селекции в ГБС РАН им. Н.В. Цицина (2020-2021 годы)

Название сорта, автор, год регистрации, кол-во шт.

1 ряд

2 ряд

Дымчатый коралл

Гаганов П.Г.,1936, 16

Новинка

Харченко Е.Д., 1952, 8

Николай Щорс

Харченко Е.Д., 1952, 8

Успех

Гаганов П.Г., 1937, 8

Руслан

Гаганов П.Г.,1937, 8

Киевский праздничный

Харченко Е.Д., 1962, 16

Сказка

Гаганов П.Г., 1938, 8

Оленька

Гаганов П.Г., 1938, 8

Золушка

Квасников Б.В., 1949, 8

Румяный

Квасников Б.В., 1949, 8

Девушка подмосковья

Гаганов П.Г., 1950, 8

Мичуринец

Гаганов П.Г., 1946, 8

Балерина

Грошикова М.И., 1940, 16

Святогор

Гаганов П.Г., 1953, 8

Сеянец 53

Гаганов П.Г., 1953, 8

Фестивальный

Грошикова М.И., 1944, 8

Ярославна

Гаганов П.Г., 1955, 8

Уральские сказы,

Гаганов П.Г., 1953, 8

Леонид Вигоров

Копытко Ю.Н., 1960, 16

Андрейка

Гаганов П.Г., 1957, 8

Тимур

Гаганов П.Г., 1956, 8

Гегеры

авт. неизв., до 1963, 16

Карл Форстер

Гаганов П.Г.,1958, 8

Иван-Заря

Гаганов П.Г.,1958, 8

Незнакомка

Сухоручкина Л.Н., до 1973, 8 шт.

Сходня

Сухоручкина Л.Н., до 1971, 8 шт.

Синеющий Гаганова

Гаганов П.Г., 1972, 8

Анкатор Джус

Гаганов П.Г.,1960, 8

Кураж

Кудрявцева О.Е., 2006, 8

Золушка

неизв., 8

Небеса

Репрев Ю.А., 1980, 8

Белый пирамидальный

Репрев Ю.А., 1978, 8

Мишенька

Дронов М., 1968, 16

Жуковский

Репрев Ю.А., 1982, 8

Радость жизни

Репрев Ю.А., 1980, 8

Московские зори

Фомичева В.Д., 1980, 16

Секрет

Репрев Ю.А., 1985, 8

Врубель

Репрев Ю.А., 1987, 8

Манон

Бединггауз М.П., 1941, 16

Голубая отрада

Репрев Ю.А., 1988, 8

Бах

Репрев Ю.А., 1987, 8

Синее море

Шаронова М.Д., 1982, 8

Маргри

Шаронова М.Д., 1950, 8

Принцесса Диана

Репрев Ю.А., 2010, 8

Аккурат

Репрев Ю.А., 2008, 8

Памяти Ермоловой

Нагибина М.П., 1939, 16

Петергоф

Репрев Ю.А., 1978, 8

Кураж

Кудрявцева О.К., 2006, 8

Красень

Горобец В.Ф., Кикавский И.В., 2009, 16

Мираж

Константинова Е.А., 1986, 8

Владимир

Константинова Е.А., 1997, 8

Белоснежка

Краснова И.С., 1954, 8

Катюша

Краснова И.С., 1952, 8

Игорь Тальков

Константинова Е.А., 1987, 8

Сигизмунд Леваневский

Константинова Е.А., 1987, 8

Легенда,

Краснова И.С., 1952, 8

Розовый ковер

Краснова И.С., 1954, 8

Облако

Константинова Е.А., 1987, 8

Гжель

Константинова Е.А., 2003, 8

Голубой дым

Краснова И.С., 1966, 8

Дружба

Краснова И.С., 1966, 8

Кобзарь

Харченко Е.Д., 1952, 8

Тарас Шевченко

Харченко Е.Д., 1950, 8

Герефорд

авт. неизв., до 1959, 8

Сирень

Заливский И.Л., до 1960, 8

Машуня

Захарова З., 1990, 16

Атласный

Берлиозов Н.М., 1954, 16

Значительную долю коллекции представляют сорта Гаганова П.Г. (12 сортов), Репрева Ю.А. (7 сортов), Красновой И.С. (6 сортов), Харченко Е.Д. (5 сортов)

. Для дальнейшей оценки и отбора были выделены 37 сортов, устойчивых к городским условиям, болезням и вредителям.

Для оценки морфологических признаков коллекции определены следующие количественные и качественные признаки, являющиеся хозяйственно ценными для селекции флокса: высота и форма растений, количество побегов, размер листовой пластины, размер, плотность и форма соцветия, диаметр, окраска и форма цветка. По методике государственного сортоиспытания проведена оценка ценных признаков в течение двух лет.

Для проведения опытов по семенному размножению, сбор семян проводили в конце октября 2021 года на территории коллекции ГБС РАН им. Н.В. Цицина. Для опыта отобраны семена сортов, прошедшие визуальный отбор по следующим признакам: размер, окраска, степень выполненности. При отборе старались добиться максимальной визуальной однородности отобранных семян

,
.

Так как семена флокса изначально имеют достаточно низкую всхожесть, было решено провести оценку жизнеспособности семян тетразольно-топографическим методом

.

3. Результаты и обсуждение

По итогам комплексной балльной оценки минимальная сумма баллов составила 40 и относится к сорту Сирень, максимальная сумма равна 90 и соответствует сортам Гегеры и Тимур. Детализированные результаты данной оценки представлены на гистограмме (рисунок 1).

Результаты балльной комплексной оценки коллекции сортов флокса метельчатого ГБС РАН им. Н.В. Цицина (среднее за 2020-2021 годы)

Рисунок 1 - Результаты балльной комплексной оценки коллекции сортов флокса метельчатого ГБС РАН им. Н.В. Цицина (среднее за 2020-2021 годы)

Наименее пригодными для дальнейшей селекционной работы оказались сорта с миниатюрными и рыхлыми соцветиями, состоящими из очень мелких цветков: Сирень, Сходня, Оленька, Карл Форстер и Андрейка. Максимальную оценку за декоративность получили сорта Гегеры и Тимур. Высокие баллы набрали сорта Розовый ковер, Мичуринец. Дополнить данную выборку стоит сортами Атласный, Сигизмунд Леваневский и Небеса, имеющими декоративные плотные кусты и крупные соцветия.

Семенная смесь этих восьми сортов была использована в опыте по оценке эффективности различных способов хранения семян. В опыте изучено 4 варианта хранения семян: хранение в холодильной камере при tо = +4оС и относительной влажности 45%; в морозильной камере при tо = -18оС и относительной влажности 85%; в сухом контейнере при комнатной температуре tо = +22оС и относительной влажности 45%; естественная стратификация семян с хранением в контейнере в снегу.

Длительность хранения семян в заданных условиях составила 4 месяца, после чего в конце февраля был произведен посев в контейнеры с торфяным субстратом по 250 штук отобранных семян на каждый вариант опыта. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Оценка эффективности способов хранения семян флокса метельчатого на посевную всхожесть

Вариант опыта

Посев, шт.

Всхожесть, %

Срок прорастания, сут.

1

Естественная стратификация

250

20

23-25

2

Холодильная камера

250

40

39-42

3

Морозильная камера

250

10

39

4

Сухое хранение

250

0

-

Самым малоэффективным методом хранения оказалось сухое хранение при комнатной температуре, связано это вероятнее всего с отсутствием условий, соответствующих стратификации семян флокса метельчатого, из-за чего семена не вышли из состояния покоя.

Хранение в морозильной и холодильной камерах привело к более длительному и неравномерному прорастанию семян, нежели при естественной стратификации. Однако при хранении в холодильной камере всхожесть семян оказалась самой высокой.

При подсчете окрашенных семян было установлено, что на 100 исследуемых образцов 49 – оказались жизнеспособными (рис. 2а), а 51 образец – нежизнеспособные (рис. 2б).

Оценка жизнеспособности зародышей семян флокса тетразольным методом

Рисунок 2 - Оценка жизнеспособности зародышей семян флокса тетразольным методом

4. Заключение

Проведенные опыты указывают на достаточно продолжительный и глубокий период покоя у хранящихся семян флокса метельчатого. Несмотря на практически подтвержденный результат – 50% жизнеспособных семян, максимальная всхожесть их составляет всего лишь 10%. Поэтому для оптимизации селекционного процесса рекомендуется использовать посев свежесобранных осенью семян под зиму в открытый грунт, для прохождения естественной стратификации низкими температурами и сокращением периода покоя.

Article metrics

Views:442
Downloads:5
Views
Total:
Views:442